JPS61187373A - 電界効果トランジスタ - Google Patents
電界効果トランジスタInfo
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- JPS61187373A JPS61187373A JP60027864A JP2786485A JPS61187373A JP S61187373 A JPS61187373 A JP S61187373A JP 60027864 A JP60027864 A JP 60027864A JP 2786485 A JP2786485 A JP 2786485A JP S61187373 A JPS61187373 A JP S61187373A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/40—FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels
- H10D30/47—FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels having 2D charge carrier gas channels, e.g. nanoribbon FETs or high electron mobility transistors [HEMT]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/13—Semiconductor regions connected to electrodes carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. source or drain regions
- H10D62/149—Source or drain regions of field-effect devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
- H10D62/82—Heterojunctions
- H10D62/824—Heterojunctions comprising only Group III-V materials heterojunctions, e.g. GaN/AlGaN heterojunctions
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高速動作可能な化合物半導体電界効果トランジ
スタに関する。
スタに関する。
従来の２次元電子ガストランジスタは、電子の走行領域
が単一の半導体材料で形成されておシ、ソース電極から
でた電子は該半導体中の電界によシ加速されてチャンネ
ルを走行しドレイン電極に到達する構造をとっている。
が単一の半導体材料で形成されておシ、ソース電極から
でた電子は該半導体中の電界によシ加速されてチャンネ
ルを走行しドレイン電極に到達する構造をとっている。
この構造によるときには高電界領域に到達する前に半導
体の格子との散乱をうけるため、半導体中の最高速度は
、例えば、ＧａＡｓでは、１．６Ｘｂ程度に抑えられて
しまう。最高速度をさらに大きくすれば、トランジスタ
はさらに高速で動作可能となる。最高速度をあげるため
に、熱平衡下での最高速度のより高い半導体材料（例え
ば、インジウム、ガリウム、砒素混晶）を用いることが
試られているが、半導体成長技術上の困難により成功を
おさめるに至っていない。
体の格子との散乱をうけるため、半導体中の最高速度は
、例えば、ＧａＡｓでは、１．６Ｘｂ程度に抑えられて
しまう。最高速度をさらに大きくすれば、トランジスタ
はさらに高速で動作可能となる。最高速度をあげるため
に、熱平衡下での最高速度のより高い半導体材料（例え
ば、インジウム、ガリウム、砒素混晶）を用いることが
試られているが、半導体成長技術上の困難により成功を
おさめるに至っていない。
本発明の目的は、電子を非熱平衡下で走行させることに
よシ、熱平衡時の最高速度を越えた速度でチャンネル中
を走行する２次元電子ガストランジスタを提供すること
にある。
よシ、熱平衡時の最高速度を越えた速度でチャンネル中
を走行する２次元電子ガストランジスタを提供すること
にある。
本発明は高抵抗もしくは１導電型の第１の半導体からな
るチャンネルのソース電極方向に接して、電子もしくは
正孔に対する電位の大きな反対導電型の第２の半導体領
域を設け、該チャンネルのゲート電極方向に接して、電
子もしくは正孔に対する電位が第２の半導体よシも大き
な高抵抗の第３の半導体を設けたことを特徴とする電界
効果トランジスタである。
るチャンネルのソース電極方向に接して、電子もしくは
正孔に対する電位の大きな反対導電型の第２の半導体領
域を設け、該チャンネルのゲート電極方向に接して、電
子もしくは正孔に対する電位が第２の半導体よシも大き
な高抵抗の第３の半導体を設けたことを特徴とする電界
効果トランジスタである。
本発明による２次元電子ガストランジスタのソース電極
から供給された電子は、第２の半導体から第１の半導体
に放出される際に、第２の半導体と第１の半導体間の伝
導電子の電位差に相当するエネルギーだけ急激に加速さ
れるため、第１の半導体の格子と散乱することなしに熱
平衡下での最高速度を越える高速でチャンネルを走行し
てドレイン電極に到達する。このため、高速動作が可能
となる。
から供給された電子は、第２の半導体から第１の半導体
に放出される際に、第２の半導体と第１の半導体間の伝
導電子の電位差に相当するエネルギーだけ急激に加速さ
れるため、第１の半導体の格子と散乱することなしに熱
平衡下での最高速度を越える高速でチャンネルを走行し
てドレイン電極に到達する。このため、高速動作が可能
となる。
以下に本発明の実施例を図によって説明する。
（実施例１）
第１図に本発明の第１の実施例による２次元電子ガスト
ランジスタの構造を示す。
ランジスタの構造を示す。
すなわち、高抵抗砒化ガリウム（ＧａＡＩ）１１表面の
チャンネル部１３上に高抵抗アルミニウム［１７ガリウ
ムｌ１３砒素（Ａ４７Ｇｍ（１３Ａｓ）層１２を厚さａ
ｏｏｌ、低抵抗ｎ型ＧａＡｓ層１４を厚さ５ｏｏｏＸ、
ｃ−ト電極金属層１９を厚さ３０００Ｘ順次積層し、
チャンネル１３のソース電極方向に接して、低抵抗ｎ型
Ａｔα２Ｇａ（Ｌ６Ａ−領域１５を設け、その表面にソ
ース電極金属層１７を設け。
チャンネル部１３上に高抵抗アルミニウム［１７ガリウ
ムｌ１３砒素（Ａ４７Ｇｍ（１３Ａｓ）層１２を厚さａ
ｏｏｌ、低抵抗ｎ型ＧａＡｓ層１４を厚さ５ｏｏｏＸ、
ｃ−ト電極金属層１９を厚さ３０００Ｘ順次積層し、
チャンネル１３のソース電極方向に接して、低抵抗ｎ型
Ａｔα２Ｇａ（Ｌ６Ａ−領域１５を設け、その表面にソ
ース電極金属層１７を設け。
チャンネル１３のドレイン電極方向く接して、低抵抗ｎ
型’ＧａＡｓ領域１６を設け、その表面にドレイン電極
金属層１８を設けたものである。ソース電極金属層１７
から供給された電子は、ｎ型ＡＬｒＬ２ Ｇａα８Ａ■
領域１５を通シ、ｎ型幻Ｌ（１２Ｇａα６Ａｓ領域１５
をチャンネル部１３０ＧａＡ−との電位差０．２Ｖによ
シ急激に加速されてチャンネル部１３中に放出される。
型’ＧａＡｓ領域１６を設け、その表面にドレイン電極
金属層１８を設けたものである。ソース電極金属層１７
から供給された電子は、ｎ型ＡＬｒＬ２ Ｇａα８Ａ■
領域１５を通シ、ｎ型幻Ｌ（１２Ｇａα６Ａｓ領域１５
をチャンネル部１３０ＧａＡ−との電位差０．２Ｖによ
シ急激に加速されてチャンネル部１３中に放出される。
チャンネル部１３の抵抗はｒ−ト電極金属層１９に印加
されるｒ−）電圧によって制御されるため、チャンネル
中に放出される電子密度はゲート電極によりて制御され
る。第１図の２次元電子ガストランジスタでは、ｎ型Ａ
４２Ｇ！Ｌ（１６Ａｌ領域１５の伝導電子に対する電位
が、高抵抗Ａｔα６Ｇａα２Ａｓ ｆｆ１ｔ １２の伝
導電子に対する電位よシ約０，４Ｖ低いため、チャンネ
ル中を走行する電子が高抵抗ｈｔα８Ｇ＆α２Ａｓ ／
ｉｆ １２中に入シ込むことはない。
されるｒ−）電圧によって制御されるため、チャンネル
中に放出される電子密度はゲート電極によりて制御され
る。第１図の２次元電子ガストランジスタでは、ｎ型Ａ
４２Ｇ！Ｌ（１６Ａｌ領域１５の伝導電子に対する電位
が、高抵抗Ａｔα６Ｇａα２Ａｓ ｆｆ１ｔ １２の伝
導電子に対する電位よシ約０，４Ｖ低いため、チャンネ
ル中を走行する電子が高抵抗ｈｔα８Ｇ＆α２Ａｓ ／
ｉｆ １２中に入シ込むことはない。
このため、加速されたチャンネル中の電子に対し、高抵
抗Ａｔα６Ｇａα２Ａｊ層１２は充分な障壁特性を保っ
ている。第１図の２次元電子ガストランジスタでは、チ
ャンネル部１３中に放出される電子は急激に加速される
ため、格子との散乱をうけず、チャンネル中の最高速度
は７ Ｘ １０ ｃｍ／ｓｅｅと従来の４倍以上の高速
に達する。このため、従来の２次元電子ガストランジス
タよ９４倍の高速動作が可能となった。
抗Ａｔα６Ｇａα２Ａｊ層１２は充分な障壁特性を保っ
ている。第１図の２次元電子ガストランジスタでは、チ
ャンネル部１３中に放出される電子は急激に加速される
ため、格子との散乱をうけず、チャンネル中の最高速度
は７ Ｘ １０ ｃｍ／ｓｅｅと従来の４倍以上の高速
に達する。このため、従来の２次元電子ガストランジス
タよ９４倍の高速動作が可能となった。
なお、第１図のチャンネル長は、格子との散乱を防ぐた
め０．２μｍ以下の短ｆ−）長に設計されである。
め０．２μｍ以下の短ｆ−）長に設計されである。
（実施例２）
第２図に、本発明の第２の実施例の２次元電子ガストラ
ンジスタの構造を示す。第２図は第１図のｎ型ん！（１
２Ｇ１１α７Ａｓ層１５のかわシＫｎ型超格子層２５を
用いたものである。ｎ型超格子７ｉｔ２５は、１５Ｘの
高抵抗ＡｔＡｓ２１と３０Ｘのｎ型ＧａＡｓ ２２とを
順次積層した構造であシ、ｎ型超格子層２５全体の・々
ンドギャップはＡＡα２５”（Ｌ７５ム１混晶と同一に
設電されている。
ンジスタの構造を示す。第２図は第１図のｎ型ん！（１
２Ｇ１１α７Ａｓ層１５のかわシＫｎ型超格子層２５を
用いたものである。ｎ型超格子７ｉｔ２５は、１５Ｘの
高抵抗ＡｔＡｓ２１と３０Ｘのｎ型ＧａＡｓ ２２とを
順次積層した構造であシ、ｎ型超格子層２５全体の・々
ンドギャップはＡＡα２５”（Ｌ７５ム１混晶と同一に
設電されている。
第２図の構造では、液体窒素温度（７７°Ｋ）でもｎ型
超格子層２５の電子濃度が低下しないため、チャンネル
１３中に高効率で電子を放出できる。チャンネル部１３
のＱａＡｓとの電子の電位差は０．２５Ｖと第１図よシ
大きいため、チャンネル中の最高速度はｌＸｌ０１８ｃ
Ｗ１／式と従来の６倍以上の高速が得られる。
超格子層２５の電子濃度が低下しないため、チャンネル
１３中に高効率で電子を放出できる。チャンネル部１３
のＱａＡｓとの電子の電位差は０．２５Ｖと第１図よシ
大きいため、チャンネル中の最高速度はｌＸｌ０１８ｃ
Ｗ１／式と従来の６倍以上の高速が得られる。
以上説明したように、本発明による２次元電子ガストラ
ンジスタによれば、チャンネル中を走行する電子の最高
速度が従来の４ないし６倍に高められるため、超高速で
動作させることができる。
ンジスタによれば、チャンネル中を走行する電子の最高
速度が従来の４ないし６倍に高められるため、超高速で
動作させることができる。
本発明の構造は、電子ガスのみならず正孔ガスに対して
も適用できる。この場合、チャンネルの第１の半導体を
Ｇ・に選んだときには、ソース電極方向に接する第２の
半導体としてｐ型ＧａＡｍ、チャンネルのゲート電極方
向に接する高抵抗半導体としては％ ”（Ｌ４？”（Ｌ
５１Ｐが適当である。チャンネルの第１の半導体をＧａ
Ａｓに選んだときは、第２の半導体としてｐ型”ＣＬ４
９Ｇ＆α５１Ｐ、上記高抵抗半導体としては、 ＺｎＳ
・の組み合せが適当である。また電子ガストランヅスタ
としてチャンネル材料にＩｎ４５Ｇａ（Ｌ５Ａｓを用い
た場合には、第２の半導体としてｎ 里”（Ｌ５（ｃａ
ａｓＡｔａ５ ）ａｓＡＩＩ 、高抵抗半導体としては
Ｉｎα５Ａｊα５Ａｓの組み合せが適当となる。
も適用できる。この場合、チャンネルの第１の半導体を
Ｇ・に選んだときには、ソース電極方向に接する第２の
半導体としてｐ型ＧａＡｍ、チャンネルのゲート電極方
向に接する高抵抗半導体としては％ ”（Ｌ４？”（Ｌ
５１Ｐが適当である。チャンネルの第１の半導体をＧａ
Ａｓに選んだときは、第２の半導体としてｐ型”ＣＬ４
９Ｇ＆α５１Ｐ、上記高抵抗半導体としては、 ＺｎＳ
・の組み合せが適当である。また電子ガストランヅスタ
としてチャンネル材料にＩｎ４５Ｇａ（Ｌ５Ａｓを用い
た場合には、第２の半導体としてｎ 里”（Ｌ５（ｃａ
ａｓＡｔａ５ ）ａｓＡＩＩ 、高抵抗半導体としては
Ｉｎα５Ａｊα５Ａｓの組み合せが適当となる。
第１図は本発明の第１の実施例による２次元電子ガスト
ランジスタの構造を示す図、第２図は本発明の第２の実
施例による２次元電子ガストランジスタの構造を示す図
である。 １１−ＧａＡｓ 、 １２ ・・・ムｔ（１７Ｇａ Ｉ
ＩＬ３ Ａ１層、１３−・・チャンネル部、１４・・・
低抵抗ｎ型Ｇａ人膳層、１５・・・低抵抗ｎ型Ａｔα２
Ｇｍ（１６Ａｓ領域、１７・・・ソース電極金属層、１
８・・・ドレイン電極金属層、２５・・・ｎ型超格子層
第１図 ′
ランジスタの構造を示す図、第２図は本発明の第２の実
施例による２次元電子ガストランジスタの構造を示す図
である。 １１−ＧａＡｓ 、 １２ ・・・ムｔ（１７Ｇａ Ｉ
ＩＬ３ Ａ１層、１３−・・チャンネル部、１４・・・
低抵抗ｎ型Ｇａ人膳層、１５・・・低抵抗ｎ型Ａｔα２
Ｇｍ（１６Ａｓ領域、１７・・・ソース電極金属層、１
８・・・ドレイン電極金属層、２５・・・ｎ型超格子層
第１図 ′
Claims (1)
- （１）高抵抗もしくは１導電型の第１の半導体からなる
チャンネルのソース電極方向に接して、電子もしくは正
孔に対する電位の大きな反対導電型の第２の半導体領域
を設け、該チャンネルのゲート電極方向に接して、電子
もしくは正孔に対する電位が第２の半導体よりも大きな
高抵抗の第３の半導体を設けたことを特徴とする電界効
果トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60027864A JPS61187373A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60027864A JPS61187373A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 電界効果トランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61187373A true JPS61187373A (ja) | 1986-08-21 |
Family
ID=12232768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60027864A Pending JPS61187373A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61187373A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63281475A (ja) * | 1987-05-14 | 1988-11-17 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH04338653A (ja) * | 1991-05-16 | 1992-11-25 | Nec Corp | ２次元電子ガス電界効果トランジスタの製造方法 |
| JP2001053271A (ja) * | 1999-08-05 | 2001-02-23 | Fujitsu Ltd | 電界効果半導体装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57193068A (en) * | 1981-05-22 | 1982-11-27 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JPS59181069A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-15 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
-
1985
- 1985-02-15 JP JP60027864A patent/JPS61187373A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57193068A (en) * | 1981-05-22 | 1982-11-27 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JPS59181069A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-15 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63281475A (ja) * | 1987-05-14 | 1988-11-17 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US4893155A (en) * | 1987-05-14 | 1990-01-09 | General Electric Company | Heterojunction field effect transistor device and process of fabrication thereof |
| JPH04338653A (ja) * | 1991-05-16 | 1992-11-25 | Nec Corp | ２次元電子ガス電界効果トランジスタの製造方法 |
| JP2001053271A (ja) * | 1999-08-05 | 2001-02-23 | Fujitsu Ltd | 電界効果半導体装置 |
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